电气传动与可编程控制器PLCWord文档格式.docx
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星-三角降压起动控制线路
在正常运行时，电动机定子绕组是联成三角形的，气动时把它联接成星型，起动即将完毕时恢复成三角形，4KW以上的三相异步电动机定子绕组在正常运行时，都是接成三角形的。
转换条件为时间T
控制过程：
按SB2，KM1，KM3，KT通电，星型起动，延时时间到，KM3断电，KM2通电，KM1仍通电，三角形运行。
KM2与KM3动断触电是保证接触器KM2，KM3不会同时通电，以防电源短路。
对于4-13KW的选用第二种控制方式。
定子串电阻降压起动控制线路
按SB2，KM1得电，电动机串电阻起动，KT得电，延时，KM2得电，短接电阻电动机正常运行。
接触器KM2得电后，其动断触点将KM1及KT断电，KM2自锁。
4，电动机正反转控制线路
顺序起动时：
用控制电器的常开触点作为后启动的得电条件。
自锁用常开开关，互锁用常闭开关。
联锁：
接触器、选择开关、位置开关（形成开关）。
a可知按下SB2，正向接触器KM1得电动作，主触点闭合，使电动机正转，按停止按钮SB1，电动机停止，按下SB3，反向接触器KM2得电动作，主触点闭合，使电动机定子绕组与正转时相比相序烦了，则电动机反转。
但如果KM1、KM2同时通电，就会造成短路，所以b把接触器的动断触点互相串联在对方的控制回路中进行联锁控制。
接触器辅助触点这种相互制约关系成为联锁或互锁。
C利用复合按钮SB2，SB3就可直接实现由正转变成反转，而不需停止按钮。
但只用按钮进行联锁，而不用接触器动断触电之间的联锁是不可靠的，主触点可能因为大电流长期作用，被烧焊在一起，使主触点不能断开。
如果用的是接触器动断触电进行联锁，不论什么原因，只要一个接触器是吸合状态，它的联锁动断触点就必然将另一接触器线圈电路切断，这就能避免事故发生。
5.正反转自动循环线路
用行程开关来自动实现电动机的正反转。
按下正向起动按钮SB2，接触器KM1得电动作并自锁，电动机正转使工作台前进，当运行到ST2位置时，撞块压下ST2，ST2动断触点使KM1断电，但ST2的动合触点使KM2得电动作并自锁，电动机反转使工作台后退，当撞块又压下ST1时，使KM2断电，KM1又得电动作，电动机又正转使工作台前进，这样可一直循环下去。
SB1为停止按钮，SB2与SB3为不同方向的复合起动按钮，为了满足改变工作台方向时，不按停止按钮可直接操作，限位开关ST3与ST4安装在极限位置，当由于某种故障，工作台到达ST1或ST2的位置而未能切断KM2或KM3，工作台将移动到极限位置，压下ST3或ST4，此时最终把控制回路断开，使电动机停止转动，避免工作越出允许位置所导致的事故，因此ST3ST4起限位保护作用。
使用行程开关按照机床运动部件的位置或机件的位置变化所进行的控制，称作按行程原则的自动控制，或称行程控制，行程控制是机床的生产自动线应用最为广泛的控制方式之一。
6．电动机制动控制线路
制动停车有两类：
机械制动和电气制动，机械制动采用机械抱闸或液压装置制动。
电气制动实质是使电动机产生一个与原来转子的转动方向相反的制动转矩。
常用的电气制动的能耗制动和反接制动。
能耗制动：
在三相异步电动机要停车时切除三相电源的同时，把定子绕组接通直流电源，在转速为零时再切除直流电源的制动过程，实质上是把转子原来储存的机械能，变成电能，又消耗在转子的制动上。
工作过程：
按SB2，KM1通电，电动机起动，按SB1，KM1断电切断交流电源，KM2通电接通直流电源，能耗制动开始，KT通电延时KM2断电，制动结束。
制动作用的强弱与通入直流电流的大小和电动机转速有关。
一般取直流电流为电动机空载电流的3~4倍。
7．反接制动控制线路
反接制动：
改变异步电动机定子绕组中的三相电源的相序，产生与转子转动方向相反的转矩，因而起制动作用。
当想要停车时，首相将三相电源切换，然后当电动机转速接近零时，再将三相电源切除。
控制线路是用速度继电器来判断电动机的停与转的。
电动机与速度继电器的转子式同轴连接在一起的，电动机转动时，速度继电器的动合触点闭合，电动机转动停止时动合动合触点打开。
a控制过程
按SB2KM1通电，电动机正转运行，KS的动合触点闭合，按SB1，KM1断电,KM2通电，开始制动，n=0，KS复位，KM2断电，制动接触。
b控制线路中停止按钮使用了复合按钮SB，并在其动合触点上并联了KM2的动合触点，使KM2能自锁，这样用手转动电动机时，虽然KS的动合触点闭合，但只要不按停止按钮SB1，KM2不会得电，电动机也就不会反接于电源，只有操作停止按钮SB1时,KM2才能得电，制动线路才能接通。
因电动机反接制动电流很大，故在主回路中串入电阻R，可防止绕组过热。
反接制动时，旋转磁场的相对速度很大，定子电流也很大，因此制动效果显著，但在制动过程中有冲击，对传动部件有害，能量消耗较大故用于不太经常起制动的设备，如铣床，镗床，中型车床主轴的制动。
能耗制动与反接制动相比较，具有制动准确，平稳，能量消耗小等优点，但制动力较弱，特别是在低速时尤为突出，另外还需要直流电源，故适用于要求制动准确，平稳的场合，如磨床，龙门刨床及组合机床的主轴定位等。
8.分析双速电动机高低速控制线路的工作原理
双速电动机是由改变定子绕组的磁极对数来改变其转速的。
将出现端D1、D2、D3接电源，D4、D5、D6端悬空，则绕组为三角形接法，每组绕组中两个线圈串联，成四个极，电动机为低速；
当出线端D1、D2、D3短接，而D4、D5、D6接电源，则绕组为双星形，每相绕组中两个线圈并联，成两个极，电动机为高速。
控制线路
KMl为低速KMh为高速
a用开关S实现高低速控制b用复合按钮SB2和SB3来实现高低速控制，采用复合按钮连锁，可使高低速直接转换，而不必经过停止按钮。
c用开关S转换高低速，接触器KMl动作，电动机为低速运行状态，接触器KMh和KM动作时，电动机为高速运行状态，当开关S打到高速时，由时间继电器的两个触点首先接通低速，经延时后自动切换到高速，以便限制起动电流。
功率较小的电动机采用ab控制方式，对较大容量的电动机可采用c控制方式。
9.电液控制
液压传动系统易获得很大的力矩，运动传递平稳、均匀，准确可靠，控制方便，易实现自动化。
液压系统由动力装置，执行机构，控制调节装置，辅助装置组成。
半自动车床刀架纵进，横进，快退电液控制线路
YG1纵向液压缸YG2横向液压缸YA1YA2电磁换向阀M2液压泵电动机M1主电动机KT为进行无进给切削设计。
1.按SB3，M1起动，开始工作，按SB4，K1得电，接通KM2，主轴转动，K1-动合触点同时接通YA1电磁阀，刀架纵向移动。
2.当刀架到预定位置，ST1接通，K2通电，接通YA2，横向移动切削。
3.横向刀架到预定位置，ST2接通，KT得电，进行无进给切削，经过预订延时时候后，KT的动合延时闭合触点接通K3，使K1K2断电，是YA1YA2断电，刀架退后。
4.K1断电后，使KM2断电，主电机停转。
-10.控制线路基本环节
长动：
机床在正常加工时候需要连续不断地工作。
点动：
按按钮时电动机转动工作，手放开按钮时，电动机停止工作。
主要区别：
控制电器能否自锁。
互锁实际上是一种联锁关系。
多点控制中，把起动按钮并联连接，停止按钮串联连接。
动力头行程控制线路
ST1ST2ST3ST4分别装在abcd，M1带I头M2带II头
按SB，KM1得电自锁，M1正转，动力头Ib——>
a，到达a点位置时，ST2被压下，KM1断电，I停止运动，KM2得电，M2正转，动力头IIc——>
d，当II到达d点时，ST4被压下，KM2断电，同时KM3KM4得电动作并自锁，电动机M1M2都反转，III都原位退回，到原位后，S1ST3被压下，KM3KM4断电，动力头停止在原位。
11.电动机的保护
电气控制系统中常用的保护环节有短路保护、过载保护、零电压与欠电压保护以及弱磁保护。
短路保护：
1.熔断丝保护（短路，严重过载）2.自动开关保护（短路过载欠电压）
过载保护：
热继电器，在使用热继电器作过载保护时，还必须设有短路保护，并且选作的熔断器的额定电流不应超过热继电器的额定电流4倍。
过电流保护：
广泛用于直流电机或绕线转子异步电动机。
零电压与欠电压保护：
为了防止电压恢复时电动机自行起动的保护交零电压保护。
在电源电压降到一定允许值一下时将电源切断，这是欠电压保护。
常用元件电磁式电压继电器实现欠电压保护。
用按钮操作实现零电压保护。
弱磁保护：
直流电机在磁场有一定强度下才能起动，若果磁场太弱，电动机的起动电流就会很大，直流电机正在运行时磁场突然减弱或消失，电动机转速就会迅速升高，甚至发生飞车。
通过电动机励磁回路串入弱磁继电器（电流继电器）。
12.卧式车床电气控制线路
进给运动多半是通过主轴运动分出一部分动力，通过交换齿轮箱传给进给箱实现刀具进给。
起动方式不仅要考虑电动机容量还要考虑电网的容量。
（5KW电动机直接起动，10KW以上降压起动）。
制动方式电气：
能耗制动和反接制动机械：
摩擦离合器。
CW6163B电动机均为直接起动，主轴采用液压制动器。
中间继电器具有零压保护作用。
分析设计C650车床。
采用反接制动，为了较少制动电流，定子回路串入电阻R。
1.主电路
组合开关Q引入电源，FU1为M1的短路保护熔断器，KR1为M1电动机热继电器，R为限流电阻。
通过互感器TA介入电流表A监视M1绕组电流。
熔断器FU2为M2M3电动机短路保护，KM1KM2为M2M3起动接触器，KR2为M2电动机的过载保护。
13.机床电气设计的一半内容
中小型机床一般采用单速或双速笼型异步电动机。
调速性质是指转矩功率与转速的关系。
机床的切削运动需要恒功率传动，进给运动则需要恒转矩传动。
他励直流电机改变电压的调速方法则属于恒转矩调速，改变励磁的调速方法属于恒功率调速。
有触点控制系统，控制电路的接通或分断是通过开关或继电器等出点的闭合与分断来进行控制的。
电气设计包括以下内容
1）拟定电气设计任务书
2）确定电气传动控制方案，选择发电机
3）设计电气控制原理图
4）选择电气元件，并指点电气元件明细表
5）设计操作台，电器柜及非标准电气元件
6）设计机床电气设备布局总图，电气安装图，以及电气接线图
7）编写电气说明书和使用操作说明书。
14.机床电气控制线路设计
动合触点串联“与“逻辑
动合触点并联“或“逻辑
动断触点串联
动断触点并联
控制线路设计的一半问题
1）尽量避免许多电器依次动作才能接通另一电器的现象。
（提高工作可靠性）
2）电器线圈的一端应接在电源的同一端。
交流电器线圈不能串联使用。
（造成设备动作不可靠）
3）在控制线路应尽量减小电器触点数。
4）尽量减少联接导线的数量与长度。
5）考虑各种连锁关系和保护措施
6）考虑有关操纵故障检查等。
15．机床常用电器的选择
刀开关额定电流不要小于电动机额定电流三倍。
选择熔断器主要选择熔断器的种类、额定电压、熔断器额定电流等级和熔体的额定电流。
对于一台异步电动机
Ir熔体额定电流Ied电动机额定电流Ist异步电动机起动电流
Ir=（1.5~2.5）Ied
Ir=Ist/2.5
对于多台电动机
Ir>
=Im/2.5
Im可能出现的最大电流
如果几台电机不同时起动。
Im=最大一台电动机的启动电流，加上其他电动机的额定电流。
热继电器选用：
热继电器用于电动机的过载保护，主要是根据电动机的额定电流来确定其型号与规格
Irt=（0.95~1.05）Ied
热继电器正定电流值应与电动机额定电流一致。
接触器选用：
Ic>
=Pd*10/K/Ud
K经验常数一般取1~1.4Pd电机功率Ud电动机额定线电压。
中间继电器主要在电路中起信号传递与转换作用。
16.PLC基本结构
PLC只具备处理模拟信号，数字量信号和开关量信号能力。
开关量输出有：
继电器输出，晶闸管输出，晶体管输出。
继电器输出方式适应广，过载能力强，但输出相应速度慢，而且因接点存在损耗，适用于操作频率较低的负载，后两种方式的优点是响应速度快。
PLC工作方式：
扫描工作方式。
扫描：
依次对各种规定的操作项目进行访问和处理。
顺序扫描的工作方式是PLC的基本工作方式，这种工作方式会对系统的实时响应产生一定的滞后。
PLC工作过程：
故障诊断和处理为主的公共操作，处理工业现场数据的I/O操作，执行用户程序（包括监视和执行），外设服务操作。
PLC提供的各种继电器功能是由其操作系统在内部存储单元上实现的，所以成为软原件。
5种编程语言：
梯形图，顺序功能图，功能块图，指令表，结构文本。
梯形图圆圈表示内部继电器，输出继电器线圈等，矩形框一般表示定时/计数器的逻辑运算结果。
FX2N系列：
基本单元，扩展单元输出形式：
R表示继电器输出直流交流两用S表示三端双向晶闸管开关元件输出，交流负载用T表示晶体管输出直流负载用.
扩展模块输入输出形式：
R表示DC输入，继电器输出X表示输入专用，无输出YR表示继电器输出专用，无输入YT表示晶体管输出专用无输入YS表示晶闸管开关元件输出专用，无输入。
17.直流调速的基础知识
稳定运转时n=（U-IR）/KeΦ。
调速方法：
改变电枢回路电阻R改变励磁磁通Φ改变电枢外加电压U（主要方法）
可控直流电源：
在交流供电系统中，多用可控变流装置来获取可调电流电压；
具有恒定直流供电的地方，常采用直流斩波电路获取可调的直流电压。
晶闸管整流装置供电的直流调速系统
直流斩波器有不同的控制方式：
常见的有脉冲宽度调制PWM（应用最广泛），脉冲频率调制PFM，和两点式。
电压负反馈有直接引出与间接引出两种。
电压负反馈调速系统转速降落比转速负反馈调速系统的转速降落大，即静特性不够理想，这是因为电动机电枢电阻压降所造成的转速降落未得到补偿的结果。
需增加一个电流正反馈环节。
采用闭环控制的直流调速系统，必须对启动或堵转电流加以限制。
称为电流戒指负反馈。
同步电动机转速n=60f/pf频率p定子极对数
对于异步电动机调速有三个途径：
1.改变定子绕组极对数P，2改变转差率S，3改变频率。
方式：
1.变极调速适应于专门生产的变极多速异步电动机
2.转子串电阻调速适用于绕线式转子异步电动机
3.串级调速适用于绕线式异步电动机
4.调压调速
5.电磁调速异步电动机
6.变频调速
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